大空间建筑消防安全评估

　　大空间建筑如体育馆、展览馆等，其建筑主体越来越高，面积越来越大，使用功能复杂。由此引发出许多消防安全问题。大空间场所的屋架多采用钢结构网架，网架内部设有大量电线电缆，大功率灯具，扬声器等，火灾隐患增多。一旦失火，在空气对流的作用下，不仅燃烧猛烈，蔓延迅速，且不易扑救。而且大空间场所属于人员密集的公共场所，绝大多数观众对场地疏散路线不熟悉，更不了解建筑布局及周围环境。在火灾情况下，人员容易惊慌，拥堵疏散通道及出口，如果在消防设计和管理方面出现问题，必然会造成大量人员伤亡。因此，针对大空间场所的火灾特点，建立消防安全评估指标体系，对大空间场所的防火安全具有重要意义。

　　建筑火灾的评价，既要考虑到不发生或少发生火灾，也要考虑到发生火灾后扑救、疏散和防止蔓延的需要。建筑火灾风险的评价涉及多个影响因素，且许多影响因素难以量化，因而具有一定的模糊性。

　　模糊综合评价作为模糊数学的一种具体应用方法，是一种对不宜定量的多因素事件进行半定量化分析的方法。近年来，这种方法在许多安全管理部门受到密切注意。这种方法在评价建筑安全中得到了较好的应用。本文应用模糊理论，建立了大空间建筑消防安全评价指标体系，并对某一大空间建筑消防安全进行了评价。

　　l．大空间建筑消防安全评价因素体系

　　评价指标的确定应遵循：主导性原则、可操作性原则和独立性原则。作者从建筑物自身情况、防火设计与消防设备、消防应急与管理3方面确定大空间建筑火灾危险主要评价指标，见表1。

　　2．重要程度系数的确定

　　用上述指标对大空间建筑火灾危险性进行综合评价时，由于其对评价对象的作用并不是同等重要的，因此，需确定因素重要程度系数(权重)。在实际应用中，常用的方法有：德尔斐法、专家调查法和判断矩阵法。

　　德尔菲法也称为专家评议法，它是利用专家集体智慧来确定各因素在评判问题或者决策问题中的重要程度系数的有效方法之一。求因素重要程度系数的工作，必须由专家来进行，要求专家不但要有渊博的专业知识，而且要熟悉和掌握所研究问题的全部具体情况。专家调查法，是把在评定问题中或决策问题中所要考虑的各因素，由调查人事先测定出表格，然后根据研究问题的具体内容，在本专业内聘请阅历高、专业知识丰富并且有实际工作经验的专家就各因素的重要程度发表意见，填人调查表。最后，内调查人汇总，计算出因素重要程度系数。这2种方法主观任意性较强，进行数据处理的结果往往不符合实际。

　　判断矩阵分析法，是把n个评价因素排成一个n阶判断矩阵，专家通过对因素两两比较，根据各因素的重要程度来确定矩阵中元素值的大小。然后，计算判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量。这个特征向量就是所要求的因素重要程度系数α值。其主要步骤有：①构造判断矩阵；②计算权重值。

　　假定A层中因素Ak与下一层因素B1，B2，...，Bn有联系。

　　其中，bij是对于Ak而言，bi对bj的相对重要性的数值表示，通常6取1，2，3，⋯，9及它们的倒数，其含义为：b_J=1，表示Bi与Bj同样重要；b。j=3表示B；比Bj重要一点(稍微重要)；bIj=5，表示Bi比Bj重要(明显重要)；6Ij=7，表示Bi比Bj重要得多(强烈重要)；6ij=9，表示Bi比Bj极端重要(绝对重要)；它们之间的数2，4，6，8及各数的倒数具有相应的类似意义。

　　3．多级模糊综合评价模型

　　大空间建筑火灾风险的评价因素体系是多层次结构，因此，对大空间建筑火灾风险的评价是多级模糊综合评估过程。

　　那么n个因素的评价集构造出一个总的评价矩阵R。

　　模糊评价矩阵的评价值可以采用综合分析法(专家组)确定。例如，就防火设计与消防设备而言，有20位专家进行评估，若有3人认为很安全，6人认为较安全，8人认为一般安全，3人认为不安全，没有人认为很不安全，则该因素的评价值为{0．15，0．3，0．4，0．5，0}，其它各因素也采用同样方法。

　　对于单级模糊评价，设特征向量用A表示，则综合评价结果为：

　　B=AoR={b，，b2，...，Γ，bm}(3)

　　模糊评价过程可用图1所示框图表示。A称为U因素重要程度模模糊子集，模糊评价过程可用图1所示框图表示。A称为U因素重要程度模模糊子集，o称为因素“的重要程度系数．式(3)可以表示为：

　　算子可根据具体评价对象进行选择，并将bj做归一化处理。

　　3．1综合评价模型

　　3．2多级模糊综合评价

　　多级综合评价从最低一级开始，逐级计算，每级利用公式(4)计算得到上级的判断矩阵，最终得出最上一级即大空间建筑火灾安全等级的评价。图2表示表1中的大空间建筑火灾的综合评价过程。

　　3．3等级参数评价计算

　　上述评价结果是一个等级模糊子集B=(b1，b2，...，bm)，对B是按照“最大隶同度原则”选择其最大的bi所对应的等级V1作为评判结果的。此时，只利用了bi(j=1，2，...，m)中的最大没有充分利用等级模糊子集曰所带来的信息。

　　在实际应用中，往往要给各种等级规定某些参数借以作为评级标准。在建筑火灾安全评价中，将火灾安全分为5个等级：第1等级，建筑很安全。评分区间：[90，100]；第2等级，建筑比较安全。评分区间：[70，90]；第3等级，建筑安全一般。评分区间：[50，70]；第4等级，建筑安全较差。评分区间：[30，50]；第5等级，建筑安全很差。评分区间：[10，30]。

　　4．实例分析

　　以某国际会议展览中心(大空间建筑)为例，展览中心主体建筑分为三个部分：展馆、会议中心、四星级酒店。展馆部分主要由三层展厅和一个展览前厅组成。其中一层和二层建筑高度16m，三层最低处14m。展览前厅长154．3m、底部宽22m，顶部最低处高度34．6m。三层展厅和展览前厅均属于大空间建筑。

　　展览中心采用图像式双波段火灾探测器实现早期火灾感火焰探测，采用光截面图像感烟火灾探测器实现展览中心早期火灾感烟探测。展览前厅设置消火栓等手动灭火系统，展览大厅设置适用于高大空间火灾扑救的自动消防水炮实现对展览大厅的火灾保护。

　　评价分为5个等级，即评价集：{很安全，较安全，一般安全，不安全，很不安全}，由消防、安全、建筑专家组成的火灾安全小组根据评价集，对表1中的每一因素进行评分，并根据上述评价模型进行评价。运算采用模型3，对于上述国际会议展览中心评价结果P=78．62，说明该大空间建筑较安全。

　　该建筑某些防火设计超过现有规范的规定，地方消防部门对该国际会议展览中心防火设计进行了性能评估，通过其防火设计方案。

　　5．结语

　　采用模糊综合评价模型进行评价大空间建筑火灾安全性，具有较好的应用价值，是性能防火设计安全评估的补充。